Calibracion de Termocuplas

TALLER DE TECNOLOGÍA
I

TRABAJO PRÁCTICO
“CALIBRACIÓN DE TERMOCUPLAS”

DIEGO ALIAS

OBJETIVO
La calibración de termocuplas en un dado rango de temperatura, usando “Patrones Primarios”
(punto de fusión de metales puros).

1. INTRODUCCIÓN
Las termocuplas deben calibrarse periódicamente debido a la inevitable degradación por su uso,
las causas más comunes que contribuyen a ladescalibración de las termocuplas son:
a) Contaminación debido a la atmósfera en la que está expuesta, por ejemplo:
oxidación, condensación de vapores, etc.
b) El trabajo mecánico en frío de los alambres, por ejemplo cuando algún tramo de la
termocupla esta expuesto a vibraciones, flexiones en el conexionado, etc.
Existen dos tipos de calibración:
a) Calibración mediante patrones primarios. Secalibra utilizando la temperatura de cambio
de fase de sustancias, la cual es conocida y constante a 1 atmosfera de presión, y registrando los
voltajes registrados.
b) Calibración mediante patrones calibrados. Se calibra utilizando fuentes de temperatura
(hornos) muy estables en el tiempo con una termocupla de referencia, Pueden ser baños liquidos o
calibradores de bloque seco.

Para lacalibración se aprovecha una de las propiedades de los elementos puros: La constancia de
la temperatura en los cambios de fase.
Si se grafica la curva de enfriamiento de un metal puro, se observa el comportamiento de la
Figura 1.

T

TF

A
B

C
D

Figura 1.1

t

Entre A y B se produce una disminución de la temperatura por radiación o convección lo cual se
traduce en una curva dedecrecimiento logarítmico. Al llegar a la temperatura de solidificación T F,
comienza a aparecer la fase sólida; mientras coexistan las dos fases, la temperatura permanece
invariante (B-C) [1].

Cuando todo el sistema se ha solidificado, la temperatura decae con una ley semejante a la del
enfriamiento del líquido, (C-D).
En (B-C) se logra así, por algunos instantes obtener una temperaturaconstante y conocida, que
podrá usarse como patrón para la calibración.

2. DESARROLLO
En un crisol el cual contiene una cantidad de Plomo en estado sólido, se introducirán las
termocuplas a calibrar (la aislación de las mismas con el metal ya fue prevista).
Se introducirá dicho crisol en un horno para así poder elevar la temperatura hasta estar seguros
que el metal se encuentra todo en estadolíquido, en ese punto se apaga el horno y se comienza a
controlar la velocidad de bajada, tomando registro de la misma.
Cuando el metal entra en la meseta debida al cambio de fase, se toma nota de dicho valor y se lo
guarda como uno de los puntos de calibración.
Esta operación se debe repetir para el Estaño, Cinc y el agua + hielo. Así logramos tener 4
puntos de calibración para cada una de lastermocuplas. Con los datos obtenidos, se deberán
construir las curvas de calibración mV vs. T, para cada termocupla, extrapolando entre los valores
de 0 a 1000 oC.

2.1 Parte Experimental:
Se utilizó un multímetro y myPCLab para registrar los datos. La termocupla se dispuso como se
muestra en la figura 2.1.

Figura 2.1. Disposición de los termopares.
La temperatura de referencia fue agua yhielo, asegurando que nos encontramos en 0 °C y que los
mV medidos correspondan a la diferencia entre Tref y J1.

2.1.1 Patrones Primarios medidos:
En las figuras 2.2, 2.3 y 2.4 se muestran las temperaturas medidas para Pb, Sn y Zn. En las
mismas se identificó las temperaturas de fusión para las Termocuplas tipo J y K.

Plomo:
400

400
J
K

T (°C)

Pb

326.9 °C

350

350300

300
325.3 °C

250

250

200
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

200
4500

4000

t (s)

Figura 2.2. Temperatura registrada para el Pb.

Pb

340

T (°C)

J
K

330

320

310
3400

3500

3600

3700

3800

3900

4000

4100

4200

t (s)

Figura 2.3. Temperatura registrada en el cambio de fase para el Pb.

Estaño:...